Регистрация / Вход
Прислать материал

"Создание комплекса методов для прогнозирования энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей и разработка типовой программы мероприятий по повышению энергетической эффективности работы этих комплексов"

Аннотация скачать
Постер скачать
Ключевые слова:
электротехнические комплексы, городские распределительные сети, энергетическая эффективность, прогнозирование энергетической эффективности, потери электроэнергии, типовая программа мероприятий по повышению энергетической эффективности.

Цель проекта:
1. Проект направлен на решение проблем, связанных с оценкой и прогнозированием энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей. 2. Цели проекта: - получение сведений об изменении показателей энергетической эффективности работы силовых трансформаторов в процессе эксплуатации, а также сбор и анализ информации о графиках нагрузки типовых потребителей электротехнических комплексов городских распределительных сетей для разработки методов оценки и прогнозирования их энергетической эффективности; - формирование с учетом разработанных методов перечня наиболее эффективных мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей для разработки типовой программы, учитывающей особенности эксплуатации таких электрических сетей.

Основные планируемые результаты проекта:
1. Комплекс методов оценки и прогнозирования энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей, позволяющий приблизить расчетные значения составляющих потерь электрической энергии к реальным значениям и получить приближенные к действительности данные о структуре и величине потерь.
Комплекс методов включает в себя методы, разработанные в проекте: метод оценки энергетической эффективности работы силовых трансформаторов распределительных сетей с различными сроками эксплуатации и расчетный метод определения графиков электрических нагрузок и их показателей на различных участках электрических сетей.
2. Типовая программа мероприятий по повышению энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей, содержащая наиболее эффективные мероприятия и учитывающая особенности эксплуатации распределительных сетей городов напряжением 6-10/0,4 кВ. Типовая программа содержит в том числе и мероприятия, оценка эффективности которых проводится с использованием разработанных в проекте методов.
3. Проект руководящих документов для городских электрических сетей, содержащий типовую программу мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности и рекомендации по внесению изменений в действующие нормативные документы.

Краткая характеристика создаваемой/созданной научной (научно-технической, инновационной) продукции:
1. Конечный продукт исследований представляется в виде усовершенствованного комплекса методов оценки и прогнозирования энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей, включающего в себя общеизвестные методы и методы, разработанные в проекте. Комплекс методов позволит приблизить расчетные значения составляющих потерь электрической энергии к реальным значениям и получить приближенные к действительности данные о структуре и величине потерь в условиях меняющихся в процессе эксплуатации характеристик оборудования и общего низкого уровня информационной обеспеченности рассматриваемых распределительных сетей.
2. Новизна работы заключается: в разработке метода расчета мощности потерь холостого хода силовых трансформаторов с различными сроками эксплуатации на основе математической модели изменения мощности потерь в зависимости от срока службы, что позволит наиболее точно оценивать энергетическую эффективность работы силовых трансформаторов при их эксплуатации и замене без проведения дорогостоящих измерений; в разработке расчетных методов определения графиков электрических нагрузок потребителей городских распределительных сетей и их показателей, что позволит повысить точность оценок энергетической эффективности работы распределительных сетей при их эксплуатации и модернизации.
3. Результаты разработки метода оценки энергетической эффективности работы трансформаторов согласуются с аналогичными работами в этом направлении по другим типам и классам оборудования, а результаты разработок метода определения графиков электрических нагрузок и их показателей на различных участках электрических сетей при низком уровне информационной обеспеченности не имеют аналогичных подходов к решению проблемы.
4. Заявленные результаты достигаются путем разработки усовершенствованных методов оценки энергоэффективности на основании анализа и обработки собранных данных и данных выборочных экспериментальных исследований.

Назначение и область применения, эффекты от внедрения результатов проекта:
1. Полученные результаты проекта могут быть использованы в области оценки, прогнозирования и повышения энергетической эффективности работы распределительных электрических сетей городов напряжением 6(10) кВ и 0,4 кВ: при оценке и прогнозировании уровня энергетической эффективности работы распределительных сетей; при разработке и оценке мероприятий по энергосбережению и повышению энергетической эффективности; при проведении энергетических обследований; при оценке энергосервисных контрактов.
2. Практическое внедрение полученных результатов представлено в виде типовой программы по энергосбережению для распределительных электрических сетей напряжением 6(10) кВ и 0,4 кВ, а также в виде проекта руководящих документов. Внедрение в практику эксплуатации электрических сетей результатов проекта может положительно отразиться на уровне их энергоэффективности, за счет повышения точности оценок этих показателей и более обоснованного подхода к разработке мероприятий по энергосбережению.
3. Полученные результаты исследований могут оказать влияние на развитие научно-технических и технологических направлений в области оценки, прогнозирования и повышения энергетической эффективности работы городских распределительных сетей.
4. Планируемые результаты проекта могут оказать влияние на развитие информационной инфраструктуры в области оценки, прогнозирования и повышения энергетической эффективности работы, рассматриваемых распределительных сетей, за счет разработок и внедрения программных средств, содержащих предложенные в проекте методы, или включения указанных методов в уже существующие программные средства и комплексы.

Текущие результаты проекта:
Существующие методы оценки энергетической эффективности работы городских распределительных сетей не учитывают изменения характеристик оборудования в процессе эксплуатации и общего низкого уровня информационной обеспеченности электрических сетей напряжением 6-10 кВ и 0,4 кВ, что приводит к необъективным результатам оценок и прогнозов.
На основании данных о структуре потерь электроэнергии (основного показателя энергетической эффективности работы распределительных сетей) установлено, что основными составляющими полных потерь электроэнергии, значения которых определяются расчетным путем и требуют повышения точности расчета, являются потери в силовых трансформаторах (до 30% и более в общей структуре потерь) и нагрузочные потери в линиях 0,4 кВ (до 70% в общей структуре потерь).
Собраны данные и выборочно измерены значения потерь холостого хода трансформаторов распределительных сетей 6(10) кВ. Получены данные для основных типоразмеров трансформаторов. Установлен факт роста потерь холостого хода в процессе эксплуатации оборудования.
На основании статистической обработки данных разработан метод оценки энергетической эффективности работы трансформаторов 6-10 кВ, в соответствии с которым: для трансформаторов со сроками эксплуатации менее 20 лет потери холостого хода принимаются в соответствии с паспортными данными, а для трансформаторов со сроками эксплуатации более 20 лет расчетное значение мощности потерь холостого хода увеличивается на 1,75 % за каждый год эксплуатации.
Определена структура бытовых потребителей электрической энергии, в соответствии с которой потребители разделены на группы по принципу различия графиков электропотребления: потребители частного сектора, потребители малоэтажной застройки, потребители пятиэтажной застройки, потребители девятиэтажной застройки и потребители инфраструктуры.
Разработаны программа и методика проведения выборочных экспериментальных исследований графиков нагрузок потребителей. Сформирована база данных по участкам электросетей.
Собраны данные и проведены выборочные экспериментальные исследования графиков электрических нагрузок потребителей электроэнергии городов в соответствии с разработанной ранее структурой типовых потребителей, предусматривающей деление бытовых потребителей на группы (потребители малоэтажной и многоэтажной застройки, а также потребители инфраструктуры) со схожими по форме графиками нагрузки.
Проведен выбор и обоснование аналитических методов исследования экспериментальных данных. По разработанной методике проведена обработка результатов эксперимента с применением статистических методов исследования данных, корреляционного и регрессионного анализа. Получены математические выражения суточных графиков рабочих и нерабочих дней недели для разных типов бытовых потребителей электроэнергии городов.
На основании полученных математических моделей разработаны расчетные методы определения графиков электрических нагрузок и используемых при расчетах и оценках показателей на различных участках электрических сетей: типовые потребители, фидер городской подстанции, городская подстанция 6-10 кВ, фидер питания участка городской электросети.
Разработан комплекс методов оценки и прогнозирования энергетической эффективности работы электротехнических комплексов городских распределительных сетей, включающий в себя общеизвестные методы и методы, разработанные в проекте.
Разработана типовая программа мероприятий по повышению эффективности работы сетей 6-10/0,4 кВ, содержащая наиболее эффективные мероприятия и учитывающая особенности эксплуатации сетей такого уровня.
Разработан проект руководящих документов для городских электрических сетей, содержащий типовую программу мероприятий, а также рекомендации по внесению изменений в действующие нормативные документы.
Полученные на данном этапе проекта результаты соответствуют требованиям технического задания.